Устройство для сбора нефти с поверхности воды

 

Использование: изобретение относится к охране окрзтаающей среды и может быть использовано для очистки от загрязнения нефтью и нефтепродуктами поверхности открытых водоемов, Сущность изобретения: установка содержит шнек с левой и правой навивками , размещенный в корпусе, имеющем продольную приемную кромку в зоне ватерлинии. Каждый торец1 корпуса соединен с отстойником без дна, в свою очередь спаренным с нефтенакопителем, при этом между шнеком и отстойником , а также между отстойником и нефтенакопителем установлены плавучие регулируемые перегородки, верхние кромки которых выше ватерлинии,, Использование установки позволит резко интенсифицировать процесс сбора нефти и неготепродуктов с поверхности водоемов, улучшить экологическую обстановку в зоне разлива нефти. 4 ил.

„, ЯЦ„„1752864 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g))g Е 02 В 15/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ». »»»»

- ": ЖГ Щ3ДЩ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4856417/15 (22) 01.08.90 (46) 07.08.92. Бюл. Р 29 (75) А.Д. Рудой и В.Н. Дегтярев (56) Патент СССР й- 1570654, кл. Е 02 В 15!04, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА НЕДУГИ

С ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ (57) Использование: изобретение относится к охране окружающей среды н может быть использовано для очистки от загрязнения нефтью и нефтепродуктами поверхности открытых водоемов.

Сущность изобретения: установка содержит щнек с левой и правой навивИзобретение относится к охране окружающей среды и может быть исполь— зовано для очистки от загрязнения нефтью и нефтепродуктами поверхности открытых водоемов.

Цель изобретения — повьппение эффективности работы устройства за счет снижения обводненности собранноч нефти и снижения энергозатрат.

На фиг. 1 изображена установка, вид сверху; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез В-Р на фиг. 1.

Устройство включает цилиндрический корпус 1 с нефтеприемным отверстием на боковой поверхности, внутри которого на опорах 2 размещен шнек 3.

Шнек 3 выполнен иэ двух частей с левозаходной винтовой поверхностью 4 и правозаходной поверхностью 5. С обоих

2 ками, размещенный в корпусе, имеющем продольную приемно кромку в зоне ватерлинии. Каждьп1 торец корпуса соединен с отстойником без дна, в свою очередь спаренным с нефтенакопителем, при этом между шнеком и отстойником, а также между отстойником и нефтенакопителем установлень1 плавучие регулируемые. йерегородки, верхние кромки которых вьппе ватерлинии, Использование установки позволит рез-. ко интенсифицировать процесс сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности водоемов, улучшить экологическую обстановку в зоне разлива нефти. 4 ил.

Ъ» торцов корпуса 1 размещены плавучие подвижные перегородки 6, верхние кромки которых установлены вьппе ватерлинии. К корпусу 1 с торцов примыкают отстойники 7 без дна, каждый иэ которых соединен с соответствующей нефтенакопительной емкостью 8 и отделен от нее плавучей подвижной перегородкой

9. Для обеспечения плавучести устройство снабжено понтонами 10 и жестко соединено перемычкой 11, на которой О» размещен двигатель 12, например пнев- фЬ матический, и приводная система вращения шнека 3, например шкив 13 и цепная (ременная) передача 14. Перегородки 6 и 9 выполнены подвижными и плавучими для возможности установки их верхних кромок вьппе уровня жидкости в водоеме, причем перегородка 9 не должна быть установлена вьппе перегородки 6, чтобы обеспечить перелив

1752864 верхнего слоя из корпуса шнека в от- " стойники 7 без дна, отстаивание и пе релив верхнего слоя нефти из отстойника 7 в накопительную емкость 8, а также чтобы исключить обратный ток нефти.

Установка работает следующим обработы установки для сбора нефти с поверхности воды оценивают по эффективности сбора и отделения нефти от воды и энергозатратам. Опробование установки показало, что в резулнтате сбора нефти с поверхности воды путем перемещения ее с помощью шнека и переливания ее через перегородки, установленные на 6 мм вьш е уровня воды, собрано все пятно,за 2 мин, причем нефть начала переливаться через перегородку между отстойником и нефтенакопителем через 40 с. Анализ нефти в накопителе показал, что содержание воды в ней не превьппает 0,1X.. Потребляемая мощность равнялась 15 Вт. Для сравнения аналогичное пятно нефти собирают с помощью смоделированного известного устройства при идентификации параметров шнека в емкости. Время сбора 7 мин, затраты электроэнергии

36 Вт, г;оскольку нефть попадала в воронку в виде эмульсии со значительным содержанием воды (до 20X).

При использовании предлагаемой установки по сравнению с известной в 4 и более раэ увеличивается интенсивность сбора и отделения от воды разлитой нефти с поверхности водоема, при этом затраты энергии снижаются более чем в 2 раза.

Повышение эффективности при использовании предлагаемой установки достигается за счет следующих преимуществ: сбор нефти с поверхности

I осуществляется путем затягивания ее через щель шнека и переброса из корпуса шнека в отстойник без дна через перегородку послойно, без перемешивания, что исключает образование и попадание в отстойник водонефтяной эмульсич; экономия электроэнергии осуществляется за счет применения бездонного отстойника, в котором происходит разделение нефти и воды, накопление ее до уровня, превышающего перегородку между отстойником и накопителем, и перелив слоя нефти в отстойник. разом.

Включают двигатель 12, который с помощью приводной системы (13 и 14) приводит во вращение шнек 3, а в случае необходимости и перемещает по поверхности водоема все устройство, Нефть, разлитая по поверхности водо- 15 ема, начинает поступать в корпус 1 через продольную щель на боковой поверхности корпуса 1 и перемещаться шнеком 3 от центра к обоим торцам корпуса шнека. На выходе из корпуса шнека 2О нефтяная пленка, практически с минимумом воды, перебрасывается шнеком через перегородки 6, установленные вьппе ватерлинии, в отстойник 7 без дна.

Далее нефть и вода по мере повьппения Б уровня в отстойнике 7 за счет разности удельнь1х весов воды и нефти разделяются и по достижении верхней кромки перегородки 9 верхний слой нефти переливается в накопительную емкость 8, 30 при этом вода из отстойника 7 попадает снова в водоем. Из накопителя 8 нефть может быть откачана любым насосом (не показан),.

В лабораторных условиях исследована З5 установка, выполненная следующим образом, B цилиндрический корпус с внутренним диаметром 40 мм длиной 200 мм

I устанавливают шнек с шагом 25 мм, о угол наклона витка 45 „ Шнек жестко 4Q соединен с отстойником без дна, а последний — с накопителем, каждый объемом 200 мл. Между корпусом и отстойником, а также между отстойником и накопителем установлены подвижные 45 плавучие перегородки. Установка помещена в модельньп водоем размером О,бх хО,бх0,3 м, по поверхности которого разлита нефть плотностью 0,819 г/см, динамическая вязкость 4,2 сПз. Коли- 50 чество разлитой по поверхности нефти

100 мл. Радиус нефтяного пятна — 0,2м.

Перемещение установки по поверхности воДоема и вращение шнека осуществляют с помощью электродвигателя MII-2 мощностью 40 Вт и редуктора, соединенных с установкой при помощи гибкого вала длиной 0,3 м. Скорость вращения шнека 3 об/с. Эффективность

Использование горизонтально расположенного шнека обеспечивает перемещение нефти с помощью погруженных в водоем витков, размещенных ниже (или на уровне) оси шнека, что позво ляет минимизировать количество поступающей с нефтяной пленкой воды и не создавать вихревого перемешивани

17528 прин од яще го к обра з ов анию в одо нефтяной эмульсии.

Использование нефтяного 6тстойника беэ дна позволяет интенсифицировать отделение нефти от воды, накопить нефть, обеспечить неограниченное время работы установки за счет воз- врата воды после отстоя в водоем при условии своевременной откачки нефти . 1О из нефтесбсрной емкости или опорожнения нефтесборной емкости при помощи сменных вставных) емкостей-танкеров. Енековое перемещение нефти и наличие перегородки между корпусом шнека и отстойником гарантирует невозможность обратного хода нефти из нефтяного отстойника обратно в водоем. При необходимости, например при волнении, нефтяной отстойник и нефте- 20 накопитель могут быть герметизированы.

Глубина погружения установки обеспечивается с помощью поплавков. По мере заполнения нефтесборника нефтью 25 и погружения установки ее работа может быть .обеспечена путем поднятия вверх регулируемых плавучих перегородок. Для сбора нефти иэ нефтяного бездонного отстойника достаточно опу- 3О стить перегородку между ним и нефтесборной емкостью ниже линии раздела нефть — вода.

Установку легко автоматизировать.

Работа ее может быть осуществлена

35 как при откачке нефти насосом, установленным на берегу водоема, так и с помощью плавучих контейнеров, Установка может быть использована практически при любых глубинах водоемов. ц

Применение предлагаемого изобретения позволит получить по сравнению с известными установками . эК>ективньп сбор и отстаивание нефти, собранной с поверхности водоема, эа счет среза шнеком верхнего слоя нефтяной пленки с водой, переброса его в нефтяной отстойник и перелива слоя нефти в нефте-! накопитель, снижение энергозатрат за счет того, что тратится она только на перемещение минимизированного слоя нефти, а также сбор с водоема нефтяной пленки любой толщины вплоть до молекулярной, Использование установки на промыслах и месторождениях в зонах разлива нефти на поверхности водоемов позволит резко интенсифицировать процесс сбора и использования нефти с минимальными энергозатратами. Установка может использовать любые источники энергии.

Формула изобретения

Устройство для сбора нефти с поверхности воды, включающее раму, приводной шнек, размещенньп в горизон1 тальном корпусе, имеющем-на боковой поверхности нефтепрйемное отверстие с горизонтальной нефтепереливной е кромкой, и нефтесборную емкость, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения эффективности в работе устройства эа счет снижения обводненности собранной нефти и снижения энергозатрат, оно снабжено дополнительной нефтесбарной емкостью, открытыми сверху нефтеотстойными камерами без дна и плавучими вертикальными перегородками с незатопленными " верхними кромками, рама выполнена плавучей, а шнек — составным иэ частей с левой и правой навивкой, при этом корпус шнека"выполнен в виде трубы,. к торцам которой примыкают нефтеотстойные камеры с примыкающей к каждой из них нефтесборной емкостью, причем между нефтеотстойными камерами и нефтесборными емкостями, а также между нефтеотстойными камерами и торцами корпуса шнека установлены с возможностью вертикального перемещения плавучие перегородки.

1752864

1752864

Составитель А. Рудой

Техред ц.Иоргентал . Корректор H,Øìàêîâà.

Редактор Р, пербак

Заказ 2738

Тираж

Подписное

И1ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Гагарина,101